The Spacetime Metric

Niveau 2 · Physique du lycée · Kit pédagogique · Niveaux 10–12

Électricité, magnétisme et l’image de Maxwell

Un carnet de laboratoire pour l’apprenant et un guide spécifique pour l’enseignant transforment le modèle interactif en enquête reproductible.

Carnet de l’apprenant

Carte de polarité par induction de Faraday

Comment le taux et la direction de changement de flux déterminent-ils l’ampleur et le signe d’une tension induite ?

Mise en place

  • • Utilisez le laboratoire d’induction. Gardez la géométrie de la bobine fixe, comparez les variations de flux lentes et rapides, puis inversez la direction sans changer la magnitude.

Prédisez d’abord

  1. 1. Prédire ce que doubler le taux de variation fait sur la valeur de la fem.
  2. 2. Prédire ce qui s’inverse lorsque la direction de changement de flux s’inverse.
Variables
VariableRôleUnité
Changement de flux magnétiqueindépendantWB
Durée du changementindépendants
Tournage en spiralecontrôlé, puis indépendantTournants
EMF induitedépendanteV

Colonnes d’observation

TournantsFlux δΔtimeChangement de directionEMFPolarité

Analysez

  1. 1. Quelle paire isole le taux de changement ?
  2. 2. Quelle paire isole la direction ?
  3. 3. Comment la loi de Lenz protège-t-elle le registre énergétique ?
  4. 4. Quelle propriété d’appareil est absente de ce modèle idéal ?

Cadre de conclusion

Lorsque le flux changeait ___ fois plus vite, la fem passait de ___ à ___ ; inverser le changement inversait ___ car ___.

Guide de l’enseignant · 45–55 minutes

Enseignez l’enquête, pas l’interface

Cible: Les apprenants associent la magnitude de la fem induite au taux de changement de flux et la polarité à l’opposition au changement.

Préparer

  • • Examinez le flux comme champ à travers la zone.
  • • Choisissez une convention de panneaux et affichez-la partout.
  • • Préparez une affirmation apparente de création d’énergie pour être critiquée.

Gestes de facilitation

  • • Demandez ce qui a changé dans le flux, pas seulement si un aimant a bougé.
  • • Séparez la polarité de la grandeur.
  • • Tracer l’entrée mécanique par un courant induit jusqu’à la dissipation.

Accessibilité et participation

  • • Décrivez la polarité avec des mots et des flèches, pas seulement le rouge/bleu.
  • • Fournissez un croquis tactile en spirale et flèche.
  • • Gardez le mouvement optionnel ; les états des paramètres statiques portent toute la leçon.

Éléments de preuve d’apprentissage

  • • Une comparaison contrôlée des taux
  • • Un revers de polarité correct
  • • Une explication complète de l’énergie entrée/sortie

Vérifications des idées fausses

Un aimant plus fort signifie toujours du courant sans entrée.

Le courant nécessite un flux variable et un circuit fermé ; le haut-parleur fournit de l’énergie contre la réponse induite.

Une tension négative signifie que l’énergie a été détruite.

Le panneau indique l’orientation par rapport à la convention déclarée.

Prolongement

Ajoutez la résistance de la bobine et comparez la puissance emf en circuit ouvert avec la puissance électrique fournie.